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上 用于WLAN的高速ADC及DAC的測試

云知道


1 用于WLAN(8.11b)標準和芯片集的ADC/DAC
WLAN使用了iEEE的802.11標準 。這個標準從誕生起就經(jīng)歷了一系列的變遷，人們用字母（最常見的是802.11b）將它分類，以此形成了許多無線設備的運作基礎 。
WLAN的每一類都處理著無線通信運作的不同元素，包括數(shù)據(jù)周期、QoS、互通性和安全性 。表1 說明了這些分類主要的區(qū)別 。其區(qū)別主要在于他們的帶寬和數(shù)據(jù)周期 。因此構(gòu)筑在802.11規(guī)格上的芯片集有相似的結(jié)構(gòu) 。圖1表示802.11 網(wǎng)絡接口的主要結(jié)構(gòu) 。這里的芯片集包含了許多區(qū)域，比如bbp(bASE bAND pRoCESSoR)、MAC(MEDiA Access CoNTRoLLER)、iF/RF和poWER AMpLiFiER等 。
在bbp部分，有一些帶有AGC、i/Q 調(diào)節(jié)器/解調(diào)器、i/o控制收發(fā)器, 并包含用于i/Q輸入輸出的ADC/DAC 。圖2 表示802.11b基帶處理器簡化了的結(jié)構(gòu) 。



從圖2可以看出，主要的時鐘頻率是44MHz 。分頻后，ADC和DAC在最大為22MHz的時鐘下工作 。模擬輸入和輸出信號的分辨力達到了6biT 。只有AGCCoNTRoL需要一個7bitADC/DAC 。考慮到一些設計余量，8biT＠2zMHz的ADC/DAC適合802.11b基帶處理器 。
另一方面，我們希望高速ADC/DAC能夠滿足其整體要求，因此提高芯片的性能以達到其他要求 。最后，高速ADC達到了10bit＠40MHz，高速DAC達到了8bit＠100 MHｚ 。它們被802.11b基帶處理器芯片集采用 。同時，在8biT DAC的結(jié)構(gòu)基礎上，我們又設計了另外的12biTDAC，使它的頻率達到了50MHz 。圖3和4表示這種高速ADC/DAC 芯片的結(jié)構(gòu) 。


高速ADC和DAC除了用于WLAN基帶處理器芯片集，也可以應用于獨立芯片的其他高速需求,并且可以作為ip核 應用于SoC設計 。
那么怎么滿足這種高速AD/DA芯片的測試要求呢？ADVANTEST提供了優(yōu)秀的測試方案 。
2 ADC測試
高速10位ADC具有一對差分輸入，共模電壓為2.5 V，Vp－p為1V 。這意味著模擬輸入電壓范圍是2～3V 。這樣模擬輸入精度就是：
1LSb＝(Vinmaｘ－Vinmin)/2n＝(3－2)/210＝976.6μ
(N為數(shù)字輸出位數(shù))
為了能測試這樣精度的芯片，我們需要輸入更高精度的模擬電壓 。此次測試時輸入的模擬電壓精度為：

芯片的最大采樣頻率為25 MHｚ或更高 。
于是，在測試中存在兩個問題 。一個是如何產(chǎn)生如此高精度的模擬電壓信號（電壓精度為200μV左右），另一個是如何實現(xiàn)如此高的采樣頻率 。
為了滿足這兩個測試要求，我們使用了WVFG（wide video frequency generator）測試硬件 。WVFG的具體性能指標見表2 。

可以選擇LoW DiSToRTioN MoDE來達到上述要求：
1)1LSb＝1V/214＝61.0μV＜244.1μV
2)采樣頻率＝100MSpS＞25MSpS
通過使用上述的硬件，就可對ADC芯片進行測試 。我們主要測試了以下芯片的AC參數(shù)：

測試這些參數(shù)，最主要是測出芯片的基波、高次諧波及噪聲 。測試流程如下并見圖5 。
1)使用WVFG生成一對差分的正弦波模擬信號，輸入芯片；
2)芯片將其轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字輸出；
3)使用測試系統(tǒng)的數(shù)字通道獲取芯片的數(shù)字輸出，并將其組合成數(shù)字碼；
4)對數(shù)字碼進行分析得到芯片的基波、高次諧波及噪聲（利用FFT變換）；
5)計算 SFDR、SiNAD、SNR和THD 。

生成了合適的正弦模擬信號并獲取了芯片正確轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字碼之后，就可以通過FFT變換得到基波、高次諧波及噪聲的數(shù)據(jù) 。計算 SFDR、SiNAD、SNR和THD也就變得十分方便了 。芯片實際測試數(shù)據(jù)見表3 。
【上 用于WLAN的高速ADC及DAC的測試】


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